Autor: dr Monika Piasecka

Cholesterol to organiczny związek chemiczny, który znajduje się we wszystkich komórkach ssaków. Jest niezbędny do prawidłowego funkcjonowania organizmu – wchodzi w skład błon komórkowych i wewnątrzkomórkowych, w znacznych ilościach występuje w mózgu i tkance nerwowej. Stanowi substrat do syntezy wszystkich steroidów występujących w organizmie, takich jak kortykosteroidy, hormony płciowe, kwasy żółciowe i witamina D.

Biosynteza cholesterolu przebiega w kilku etapach:

Etap 1: Biosynteza mewalonianu

Dwie cząsteczki acetylokoenzymu A łączą się w obecności tiolazy, tworząc acetoacetylokoenzym A. Powstały w ten sposób acetoacetylokoenzym A kondensuje z kolejną cząsteczką acetylokoenzymu A tworząc 3-hydroksy-3-metyloglutarylokoenzym A (HMG-CoA). Reakcja ta katalizowana jest przez syntazę HMG-CoA. Następnie HMG-CoA jest przekształcany w mewalonian z udziałem NADPH i reduktazy HMG-CoA.

Etap 2: Wytworzenie izopentenylopirofosforanu

Fosforylacja i dekarboksylacja mewalonianu prowadzi do wytworzenia aktywnej jednostki izoprenoidowej – izopentenylopirofosforanu (pirofosforanu izopentenylu).

Etap 3: Biosynteza skwalenu

Kluczowym substratem w biosyntezie cholesterolu jest skwalen, węglowodór o trzydziestu atomach węgla, zbudowany z sześciu jednostek izoprenoidowych.

Skwalen jest syntetyzowany z pirofosforanu izopentenylu zgodnie z poniższym schematem:

Izomeryzacja pirofosforanu izopentenylu prowadzi do pirofosforanu dimetyloallilu (C5). Nastepnie dwie jednostki pięciowęglowe kondensują dając pirofosforan geranylu (C10), który łączy się z inną cząsteczką pirofosforanu izopentenylu, tworząc pirofosforan farnezylu (C15). Ostatni etap w syntezie skwalenu jest kondensacją dwóch cząsteczek pirofosforanu farnezylu:

Etap 4: Przekształcenie skwalenu w lanosterol

Końcowy etap biosyntezy cholesterolu zaczyna się cyklizacją skwalenu. Epoksydaza skwalenowa przekształca skwalen w jego epoksyd. Wytworzony epoksyd skwalenu przechodzi następnie przy udziale lanosterolocyklazy 2,3-oksydoskwalenowej w formę cykliczną - lanosterol.

Etap 5: Przekształcenie lanosterolu w cholesterol

W wyniku dalszych przemian związanych z eliminacją trzech grup metylowych i uwodornieniem jednego wiązania podwójnego z równoczesnym przesunięciem położenia drugiego, z lanosterolu tworzy się cholesterol.

Literatura:
1. „Steroidy- wybrane zagadnienia i ćwiczenia” Z. Paryzek, M. Piasecka, T. Pospieszny, I. Skiera. Wydawnictwo naukowe UAM, Poznań 2011, 27-31.
2. „Naturalne związki organiczne” A. Kołodziejczyk. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006,431-433.
3. „Medicinal Natural Products. A Biosynthetic Approach”, 3th Ed. Wiley, London 2009, 248-251, 275-277.